Область применения закачки газа для поддержания пластового давления
Пластовое давление – это давление, сложившееся в пласте-коллекторе до начала извлечения полезного ископаемого.
В продуктивных пластах, в состав которых входит глинистый материал, способный разбухать при его смачивании водой, закачка воды с целью поддержания пластового давления малоэффективна. В этом случае закачка газа, который не взаимодействует с горными породами, является достаточно эффективным способом поддержания пластовой энергии, потому что при этом соблюдаются такие параметры процесса, как давление и приемистость.
Закачка газа является процессом, который более дорогой и энергоемкий, чем закачка воды. Это объясняется следующими причинами:
- При закачке воды нужное забойное давление создается давлением воды на устье скважины и высоким гидростатическим давлением водяного столба жидкости. При закачке газа, плотность которого меньше плотности воды, гидростатическое давление газового столба очень низко, примерно в 7-15 раз ниже, чем водяного. Поэтому возникает необходимость создания забойного давления посредством увеличения давления на устье скважины, что способствует увеличению энергозатрат на осуществление процесса.
- Из-за большой сжимаемости газа, его предварительно необходимо сжать до забойного давления, что становится причиной роста энергозатрат. А при закачке воды энергия сжатия практически нулевая, из-за ее «жесткости.
- При закачке газа в продуктивный пласт, часть его растворяется в нефти, что вынуждает увеличивать закачиваемый объем.
Поддержание пластового давления при помощи закачки газа не используется широко, а применяется в основном на истощенных месторождениях, где пластовое давление мало, а также на неглубоких месторождениях.
Технология закачки газа для поддержания пластового давления и борьба с прорывами
Принципиальная схема закачки газа на месторождении изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Принципиальная схема закачки газа . Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 – эксплуатационная скважина; 2 – нагнетательная скважина.
Для поддержания пластового давления используются два вида газов:
- Углеводородные (обогащенный и сухой).
- Неуглеводородные (продукты сгорания, азот, диоксид углерода).
Еще одним способом закачки является водогазовое воздействие, заключающееся в совместной, попеременной и последовательной закачке реагентов.
Компрессоры, которые необходимы для осуществления закачки газа подбираются на основе показателей давления на устье скважины, а также общего расхода нагнетаемого газа. Если на месторождении имеется источник природного газа, обладающий высоким давлением, то его можно использовать для поддержания пластового давления, что значительно сокращает капитальные затраты, так как исчезает необходимость в сооружении компрессорных станций, а также снижаются энергозатраты на закачку газа, являющиеся основными расходами.
Наиболее предпочтительными газами для закачки считаются углеводородный и углекислый газы, так как они обладают высокой степенью растворимости в нефти, что способствует снижению ее вязкости и росту коэффициента извлечения. К тому же их закачка более безопасна, в отличии от закачки воздуха, в результате которой могут образоваться взрывоопасные смеси.
Газ в скважину закачивается через насосно-компрессорные трубы, которые спускаются туда до верхней части фильтра колонны. Пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами перекрывается пакером, устанавливаемым в нижней части насосно-компрессорных труб. Данная операция делается для изоляции колонны, которая может не выдержать давления, создаваемое во время закачки газа.
Обсадная колонна – это труба, входящее в состав скважины, используемая для изоляции ее ствола от пластовых флюидов, а также укрепления стенок скважины.
Возможные прорывы нагнетаемого газа в эксплуатационные скважины, могут стать причиной увеличения удельного расхода газа и энергозатрат. Поэтому процесс закачки газа нуждается в постоянном контроле. Обычно прорывы происходят по наиболее проницаемым прослоям, после вытеснения из них нефти и воды. Такие прорывы легко выявляются при закачке воздуха, так как в извлекаемом газа увеличивается содержание азота, которое сопровождается увеличением газового фактора.
Борьба с прорывами осуществляется при помощи отбора жидкости из скважин, где он произошел. Из-за отбора возрастает давление на забое скважины и уменьшается или полностью прекращается подача газа. Иногда для ликвидации прорыва полностью закрывают скважину. Еще один способ закачки заключается в закачке со стороны нагнетательной скважины вязкой жидкости вместе с газом. Такая смесь заполняет проницаемый прослой, что затрудняет фильтрацию газа по прослою.
